DE3924254A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines mit einer deckschicht versehenen, geschaeumten gegenstandes - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines mit einer deckschicht versehenen, geschaeumten gegenstandesInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Verfahren
zum Herstellen bzw. Gießen eines mit einer Deckschicht
versehenen geschäumten Gegenstandes und insbesondere ein
Verfahren zum Herstellen eines mit einer Deckschicht
versehenen geschäumten Gegenstandes, der als
Kraftfahrzeug-Sitzkissen od. dgl. verwendet werden kann.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur
Herstellung eines derartigen geschäumten Kunststoffteiles,
insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch
1.
Bisher ist zum Herstellen von mit einer Deckschicht
versehenen geschäumten Teilen für das
Kraftfahrzeug-Sitzkissen ein Verfahren vorgeschlagen und
praktisch angewandt worden, bei dem ein beutelförmiges
äußeres Deckschichtteil in eine Form eingesetzt wird,
anschließend ein flüssiges schäumbares Material in das
Deckschichtteil eingegossen wird und anschließend unter
ausreichender Schäumung und Aushärtung des Materials das
Produkt, d. h. der mit einer Deckschicht versehene geschäumte
Gegenstand, aus der Form entnommen wird.
Bei einigen Verfahren der vorgenannten Art sind jedoch keine
zufriedenstellenden Produkte hergestellt worden,
insbesondere dann, wenn das Teil eine komplizierte
Konfiguration aufweist. Tatsächlich ist das Einsetzen oder
Positionieren des äußeren Deckschichtteiles in der Form mit
Hilfe eines doppelseitig klebenden Klebebandes und/oder
einfachen Halteelementen ausgeführt worden, wodurch die
Arbeitseffektivität und -produktivität nachteilig beeinflußt
werden.
Außerdem tritt während des Eingießens des flüssigen,
schäumbaren Materiales in das beutelförmige äußere
Deckschichtteil die Neigung auf, daß ein Teil des Materiales
durch flüssigkeitsdurchlässige Nahtabschnitte des
Deckschichtteiles leckt. Diese Leckage führt nicht nur zu
einer Herabsetzung des äußeren Erscheinungsbildes, sondern
auch zum Erzeugen eines abnormal harten Abschnittes an den
Fertigteilen.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein
Verfahren zum Herstellen eines mit einer Deckschicht
versehenen geschäumten Gegenstandes zu geben, das die
vorerwähnten Nachteile nicht aufweist.
Es ist ferner ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine
Vorrichtung zur Herstellung eines mit einer Deckschicht
versehenen geschäumten Kunststoffteiles anzugeben, durch die
in einfacher Weise qualitativ hochwertige Kunststoffteile
durch abnormal harte Stellen erzeugt werden können und die
sich vorzugsweise zur Durchführung des erfindungsgemäß
vorgeschlagenen Verfahrens eignet.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist
erfindungsgemäß ein Verfahren zum Herstellen bzw. Gießformen
eines mit einer Deckschicht abgedeckten geschäumten
Gegenstandes vorgesehen, welches die Schritte aufweist: (a)
Vorbereiten einer Formanordnung, die miteinander in Eingriff
bringbar, eine untere und eine obere Form aufweist, wobei
die untere Form von einer Art ist, die unter Bildung eines
Unterdruckes arbeitet und in der ein Formhohlraum
ausgenommen ist; (b) Einsetzen eines taschen- oder
beutelförmigen äußeren Deckschichtteiles in den Formhohlraum
der unteren Form; (c) Abdecken der Innenoberfläche des
äußeren Deckschichtteiles mit einer undurchlässigen
thermoplastischen Folie bzw. Beschichtung mit einem solchen
Film; (d) Anlegen eines Unterdruckes an die untere Form, um
einen innigen Kontakt der Folie mit der Innenoberfläche des
äußeren Deckschichtteiles sicherzustellen; (e) Aufsetzen der
oberen Form auf die untere Form, um den Formhohlraum zu
schließen; und (f) Eingießen eines flüssigen, schäumbaren
Materiales für geschäumten Kunststoff in den Formhohlraum.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung
weist das erfindungsgemäße Verfahren zur Formteilherstellung
eines mit einer Deckschicht abgedeckten bzw. versehenen
geschäumten Gegenstandes die Verfahrensschritte auf: (a)
Vorbereiten einer Formanordnung, die, miteinander in
Eingriff bringbar, eine untere und eine obere Form aufweist,
wobei die untere Form von der Art einer Form ist, die in
Verbindung mit einem Vakuum arbeitet und in der ein
Formhohlraum ausgebildet ist; (b) Vorbereiten einer
vorspringenden Gegenform, die von der Art ist, die unter
Ausbildung oder Anlegen eines Vakuums arbeitet; (c)
Einsetzen eines taschen- oder beutelförmigen äußeren
Deckschichtteiles, dessen Innenseite nach außen gedreht ist,
auf die vorspringende Gegenform; (d) Abdecken einer
Außenfläche des äußeren Deckschichtteiles mit einem
undurchlässigen thermoplastischen Film bzw. einer solchen
Folie; (e) Anlegen eines Vakuums an die vorspringende
Gegenform, um einen innigen Kontakt des Filmes bzw. der
Folie mit der Außenoberfläche des äußeren Deckschichtteiles
sicherzustellen; (f) Entfernen des beutelförmigen äußeren
Deckschichtteiles von der vorspringenden Gegenform, die
gemeinsam mit dem Film bzw. der Folie und Einsetzen des
äußeren Deckschichtteiles, das auf diese Weise mit dem Film
bzw. der Folie belegt oder beschichtet ist, in den
Formhohlraum der unteren Form; (g) Anlegen eines Vakuums an
die untere Form, um einen innigen Kontakt des äußeren
Deckschichtteiles mit der Formoberfläche des Formhohlraumes
ebenso sicherzustellen wie einen innigen Kontakt des Filmes
bzw. der Folie mit dem äußeren Deckschichtteil; (h)
Aufsetzen der oberen Form auf die untere Form, um den
Formhohlraum zu schließen; und (i) Eingießen eines
flüssigen, schäumbaren Materiales in den Formhohlraum zur
Bildung eines geschäumten Kunststoffteiles.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist
die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung eines mit
einer Deckschicht versehenen, geschäumten Kunststoffteiles
auf: eine Formwandung, bestehend aus einer oberen und einer
unteren Form und einem Formhohlraum, wobei zumindest die
untere Form eine Hohlform ist, die Wandung des
Formhohlraumes Verbindungskanäle zum Innenhohlraum der
unteren Form aufweist und der Innenraum über eine
Ansaugöffnung mit einer Vakuumpumpe verbindbar ist.
Bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind
in den Unteransprüchen dargelegt.
Weitere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den
beigefügten Zeichnungen deutlich. In diesen zeigen:
Fig. 1 bis 3 Darstellungen, die ein erstes Ausführungsbei
spiel der vorliegenden Erfindung zeigen, in denen:
Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer Formanordnung ist,
mit der das Verfahren nach einem ersten Ausfüh
rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung praktisch
ausgeführt wird;
Fig. 2 eine Schnittdarstellung der Formanordnung in einem
Zustand, in dem das flüssige, schäumbare Material
gerade in ein beutelförmiges äußeres Deckschicht
teil in der Form eingegossen wird; und
Fig. 3 eine Schnittdarstellung der Formanordnung in einem
Zustand, in dem das Material ausgehärtet wird; und
Fig. 4A, 4B und 5 Darstellungen, die ein zweites Ausfüh
rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erläutern,
in denen:
Fig. 4A eine perspektivische Darstellung eines äußeren Deck
schichtteiles ist, dessen Innenseite nach außen ge
dreht worden ist;
Fig. 4B eine perspektivische Darstellung einer vorspringen
den Gegenform, die das Anlegen eines Unterdruckes
bzw. die Bildung eines Unterdruckes gewährleistet
und auf die das äußere Deckschichtteil gemäß Fig. 4A
aufgesetzt wird; und
Fig. 5 eine Schnittdarstellung der vorspringenden Gegen
form, die unter Ausbildung eines Unterdruckes arbei
tet, in einem Zustand, in dem ein undurchlässiger
thermoplastischer Film bzw. eine undurchlässige
thermoplastische Folie auf das äußere Deckschicht
teil gerade aufgebracht wird.
Bezug nehmend auf die Fig. 1 bis 3 ist in diesen eine
Formanordnung 11 gezeigt, die verwendet wird, um das
Verfahren nach dem ersten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung auszuführen.
Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, weist die
Formanordnung 11 eine obere Form 12 und eine untere Form 13
auf. Die untere Form 13 ist vom Typ einer einen Unterdruck
bildenden bzw. das Ausbilden eines Unterdruckes gestattenden
Form und besitzt einen Formhohlraum, dessen Konfiguration
mit derjenigen eines Produktes bzw. Gegenstandes, der
hergestellt werden soll, d.h. im vorliegenden Fall eines
Sitzkissen, übereinstimmt. Wie gezeigt ist, ist die Wandung
des Formhohlraumes der unteren Form 13, die den Formhohlraum
begrenzt, mit einer Mehrzahl von Durchbrüchen oder Bohrungen
(kein Bezugszeichen) versehen. Mit dem Bezugszeichen 13 a ist
eine Saugbohrung bezeichnet, ausgebildet in der unteren Form
13, und durch das Bezugszeichen 14 ist eine Vakuumpumpe
bezeichnet, die mit der Saugbohrung 13 a verbunden ist. Somit
wird bei Anregung der Vakuumpumpe 14 eine Luftströmung von
dem Formhohlraum der unteren Form 13 zu der Vakuumpumpe 14
durch die Durchbrüche bzw. Bohrungen der Wandung des
Formhohlraumes der unteren Form erzeugt. Die obere Form 12
ist mit einer Öffnung 12 a versehen, mit der ein Material-
Einfüllkopf 16 einer Materialzuführungsmaschine (nicht
gezeigt) passend eingesetzt wird.
In dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
werden die nachfolgenden Schritte für die Herstellung eines
Sitzkissens ausgeführt.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, wird die obere Form 12 von der
unteren Form 13 entfernt gehalten. Ein taschen- oder
beutelförmiges äußeres Deckschichtteil 21 wird in den
Formhohlraum der unteren Form 13 eingesetzt. Anschließend
wird die Vakuumpumpe 14 angeregt. Dadurch gelangt das
beutelförmige äußere Deckschichtteil 21 in innigen Kontakt
und in innige Anlage mit der Wandung des Formhohlraumes der
unteren Form 13. Das verwendete Deckschichtteil 21 weist
eine äußere Schicht 22 und eine Wattierung oder Polsterung
23, befestigt an der äußeren Schicht 22, auf. Wie gezeigt,
besitzt zur Ausbildung des Deckschichtteiles 21 in eine
taschen- oder beutelförmige Gestalt das Deckschichtteil 21
verschiedene Abschnitte 21 a, die miteinander vernäht sind.
Durch das Ausbilden dieser vernähten Abschnitte 21 wird das
äußere Deckschichtteil 21 flüssigkeitsdurchlässig.
Anschließend wird eine undurchlässige flexible
thermoplastische Folie 24 bzw. ein thermoplastischer Film
24, der durch eine Heizeinrichtung 17 erwärmt worden ist, in
das beutelförmige äußere Deckschichtteil 21 eingesetzt, um
die Polsterung bzw. innere Wattierung 23 abzudecken. Infolge
der Arbeit der Saugpumpe 14 gelangt der Kunststoffilm
(nachfolgend als Folie bezeichnet) 24 in innigen Kontakt und
in unmittelbare Anlage an der Polsterung 23. Die Folie 24
kann z.B. eine Nylon-Folie (Nylon ist Handelsname), eine
Polyäthylenfolie, PVC-Folie od.dgl. sein.
Anschließend wird, wie in Fig. 2 gezeigt ist, die obere Form
12 entsprechend auf die untere Form 13 aufgesetzt und
anschließend der Material-Einfüllkopf 16 der
Material-Zuführungsmaschine in die Öffnung 12 a der oberen
Form 12 passend eingesetzt. Anschließend wird eine geeignete
Menge eines flüssigen, schäumbaren Materiales 26 für ein
geschäumtes Kunststoffteil, wie z.B. für die Bildung von
Urethanschaum od.dgl., in den Formhohlraum, d.h. genauer in
das Innere des beutelförmigen äußeren Deckschichtteiles 21
in dem Formhohlraum der unteren Form 13 eingegossen.
Nachdem das schäumbare Material 26 auf ein ausreichendes Maß
ausgehärtet ist, wird die obere Form 12 von der unteren Form
13 entfernt und das Produkt 20, d.h. das mit einer
Deckschicht versehene Sitzkissen wird aus der unteren Form
13 entnommen.
Bezug nehmend auf die Fig. 4A, 4B und 5 wird ein weiteres
Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert.
In diesem Ausführungsbeispiel wird das Einsetzen der
undurchlässigen thermoplastischen Folie 24 an dem
beutelförmigen äußeren Deckschichtteil 21 ausgeführt, ehe
das äußere Deckschichtteil 21 in die untere Form 13
eingesetzt wird. D.h. zuerst wird das beutelförmige äußere
Deckschichtteil 21 umgestülpt, d.h. seine Innenseite wird
nach außen gedreht, wie dies in Fig. 4A gezeigt ist, und
anschließend wird das äußere Deckschichtteil 21 fest auf
eine vorspringende, vakuuierbare Gegenform 31 aufgesetzt,
wie dies in Fig. 4B dargestellt ist. Anschließend wird, wie
in Fig. 5 gezeigt ist, in dem gleichzeitig das Innere der
Gegenform 31 einem Unterdruck ausgesetzt ist, die
undurchlässige thermoplastische Folie 24, die durch eine
Heizeinrichtung 17 erwärmt worden ist, auf die Polsterung 23
des äußeren Deckschichtteiles 21 aufgelegt, um diese
vollständig abzudecken. Falls gewünscht, kann das Anlegen
des Unterdruckes ausgeführt werden, nachdem der Film bzw.
die Folie 24 auf das äußere Deckschichtteil 21 aufgelegt
worden ist. Nachdem die Vakuumpumpe 14 abgeschaltet wurde,
wird das äußere Deckschichtteil 21 von der Gegenform 31
gemeinsam mit der Folie 24 entfernt.
Anschließend wird das beutelförmige äußere Deckschichtteil
21, dessen Wattierung bzw. Polsterung 23 mit der Folie 24
beschichtet worden ist, wieder nach innen umgestülpt bzw.
nach innen gedreht, so daß die Außenschicht 22 wieder außen
liegt und anschließend wird das äußere Deckschichtteil 21 in
den Formhohlraum der unterenForm 12 eingesetzt, wie dies im
Fall des ersten Ausführungsbeispieles bereits erläutert
wurde, das in Fig. 1 dargestellt ist. Anschließend wird die
Vakuumpumpe 14 in Betrieb gesetzt, die obere Form 12 wird
auf die untere Form 13 aufgesetzt und das flüssige,
schäumbare Material 26 wird in den Formhohlraum eingegossen,
genauer gesagt wird es in das Innere des beutelförmigen
äußeren Deckschichtteiles 21 in den Formhohlraum der unteren
Form 13 eingegossen.
Nachdem das schäumbare Material 26 ausgehärtet ist, wird die
obere Form 12 von der unteren Form 13 entfernt und das
Produkt 20, d.h. das mit einer Deckschicht versehene
Sitzkissen wird von der unteren Form 13 entfernt.
Nachfolgend werden die Vorteile der vorliegenden Erfindung
erläutert.
Zuerst wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung unter
Evakuierung zumindest der unteren Form nicht nur das Halten
des äußeren Deckschichtteiles 21 an der Form 13 oder 31,
sondern auch das Befestigen des Filmes bzw. der Folie 24 an
dem äußeren Deckschichtteil 21 leicht und sicher ausgeführt.
Weiterhin wird wegen der Verwendung der undurchlässigen
thermoplastischen Folie 24 in der beschriebenen Weise der
unerwünschte Durchtritt von Material durch die vernähten
Abschnitte 21 a des äußeren Deckschichtteiles 21 unterdrückt
bzw. verhindert.
Wegen der Verwendung von Vakuum wird außerdem das Verfahren
nach der vorliegenden Erfindung insbesondere geeignet für
die Erzeugung von Gegenständen, die eine komplizierte
Konfiguration aufweisen, wobei diese als Fertigteil ein
hervorragendes äußeres Erscheinungsbild bieten.
Claims (13)
1. Verfahren zur Herstellung eines mit einer Deckschicht
versehenen, geschäumten Gegenstandes, gekennzeichnet durch
die Verfahrensschritte:
- (a) Vorbereiten einer Formanordnung (11), die eine miteinander in Eingriff bringbare untere und obere Form (13,12) aufweist, wobei die untere Form (13) von der Art einer ein Vakuum bildenden Form bzw. evakuierbar ist und in dieser ein Formhohlraum ausgebildet ist;
- (b) Einsetzen eines beutelförmigen äußeren Deckschichtteiles (21) in den Formhohlraum der unteren Form (13);
- (c) Abdecken einer Innenoberfläche des äußeren Deckschichtteiles (21) mit einer undurchlässigen thermoplastischen Folie (24);
- (d) Anlegen eines Unterdruckes an die untere Form (13), um einen innigen Kontakt der Folie (24) mit der Innenoberfläche des äußeren Deckschichtteiles (21) sicherzustellen;
- (e) Aufsetzen der oberen Form (12) auf die untere Form (13), um den Formhohlraum zu schließen; und
- (f) Eingießen des flüssigen, schäumbaren Materiales in den Formhohlraum für ein geschäumtes Kunststoffteil.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das beutelförmige äußere Deckschichtteil (21) eine Mehrzahl
von flüssigkeitsdurchlässigen, vernähnten Abschnitten (21 a)
aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
vor dem Verfahrensschritt (c) der Verfahrensschritt (g)
Anlegen eines Vakuums an die untere Form (13) ausgeführt
wird, um einen innigen Kontakt des beutelförmigen äußeren
Deckschichtteiles (21) mit einer Formoberfläche der unteren
Form (13) sicherzustellen.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
vor dem Verfahrensschritt (c) der Verfahrensschritt (h)
Erwärmen der undurchlässigen thermoplastischen Folie (24)
ausgeführt wird, um diese zu erweichen.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
nach dem Verfahrensschritt (f) der Verfahrensschritt (i)
Entnehmen eines Produktes, d.h. eines geschäumten
Gegenstandes, bedeckt mit der Folie (24) von der oberen und
unteren Form (12, 13), ausgeführt wird, nachdem das
schäumbare Material in einem bestimmten Maße ausgehärtet
ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
das äußere Deckschichtteil (21) aufweist eine äußere Schicht
(22) und eine Polsterung (23), mit der eine Oberfläche der
äußeren Schicht (22) beschichtet ist.
7. Verfahren zur Herstellung eines mit einer Deckschicht
versehenen geschäumten Gegenstandes, gekennzeichnet durch
die Verfahrensschritte:
- (a) Vorbereiten einer Formanordnung (11), die, miteinander in Eingriff bringbar, eine untere und eine obere Form (13, 12) aufweist, wobei die untere Form von der Art einer Vakuum bildenden Form ist und einen Formhohlraum besitzt;
- (b) Vorbereiten einer vorspringenden Gegenform (31), die von der Art einer Vakuum bildenden Form ist;
- (c) Einsetzen eines beutelförmigen äußeren Deckschichtteiles (21), dessen Innenseite nach außen gedreht ist, auf die Gegenform (31);
- (d) Abdecken einer Außenoberfläche des äußeren Deckschichtteiles (21) mit einer undurchlässigen thermoplastischen Folie bzw. Film (24);
- (e) Anlegen eines Vakuums an die Gegenform (31), um einen innigen Kontakt der Folie (24) mit der Außenoberfläche des äußeren Deckschichtteiles (21) sicherzustellen;
- (f) Entfernen des beutelförmigen äußeren Deckschichtteiles (21) gemeinsam mit der Folie (24) von der Gegenform (31) und Einsetzen des äußeren Deckschichtteiles (31), das so mit der Folie beschichtet wurde, in den Formhohlraum der unteren Form (13);
- (g) Anlegen eines Vakuums an die untere Form (13), um einen innigen Kontakt des äußeren Deckschichtteiles (21) mit einer Formoberfläche des Formhohlraumes ebenso sicherzustellen wie einen innigen Kontakt der Folie (24) mit dem äußeren Deckschichtteil (21);
- (h) Aufsetzen der oberen Form (12) auf die untere Form (13), um den Formhohlraum zu schließen; und
- (i) Eingießen eines flüssigen, schäumbaren Materiales in den Formhohlraum für ein geschäumtes Kunststoffteil.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
das taschenförmige äußere Deckschichtteil (21) eine Mehrzahl
von flüssigkeitsdurchlässigen vernähten Abschnitten (21 a)
aufweist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet dadurch, daß
vor dem Schritt (c) der Verfahrensschritt Erwärmen der
undurchlässigen thermoplastischen Folie (24) durchgeführt
wird, um diese zu erweichen.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
nach dem Schritt (i) der Verfahrensschritt (k) Entfernen
eines Fertigteiles, d.h. eines geschäumten Gegenstandes,
bedeckt mit der Folie (24), von der oberen und unteren Form
(12, 13) durchgeführt wird, nachdem das schäumbare Material
auf ein bestimmten Maß ausgehärtet ist.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
der beutelförmige äußere Deckschichtteil (21) eine äußere
Schicht (22) und eine Polsterung (23) aufweist, mit der eine
Oberfläche der äußeren Schicht (22) beschichtet ist.
12. Vorrichtung zur Herstellung eines geschäumten
Kunststoffteiles, insbesondere eines mit einer Deckschicht
versehenen geschäumten Kunststoffteiles nach dem Verfahren
gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Formanordnung
(11) bestehend aus einer oberen Form (12) und einer unteren
Form (13), in der ein Formhohlraum ausgenommen ist, wobei
zumindest die untere Form eine Hohlform ist, die Wandung des
Formhohlraumes Durchbrüche zum Innenraum der unteren Form
(13) aufweist und der Innenraum der unteren Form (13) über
eine Ansaugöffnung (13 a) mit einer Vakuumpumpe (14)
verbindbar ist.
13. Vorrichtung zur Herstellung eines geschäumten
Kunststoffteiles, insbesondere eines mit einer Deckschicht
versehenen geschäumten Kunststoffteiles nach dem Verfahren
gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Vorfertigung eines Deckschichtteiles für den geschäumten
Gegenstand eine vorspringende Hilfsform (31) als Gegenform
vorgesehen ist, die Gegenform (31) eine Hohlform mit einem
Innenraum ist, die Formoberfläche Durchbrüche zu dem
Innenraum der Gegenform (31) aufweist und der Innenraum der
Gegenform (31) mit einer Vakuumpumpe (14) verbindbar ist.
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